国家自然科学基金(41206075)
- 作品数：10 被引量：38H指数：5
- 相关作者：李炜康海贵周永赵生校莫仁杰更多>>
- 相关机构：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司大连理工大学中国水电工程顾问集团公司更多>>
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- 相关领域：建筑科学动力工程及工程热物理电气工程天文地球更多>>
- 海上风机单桩基础沉桩可打性及疲劳损伤分析被引量：3
- 2020年
- 大直径单桩基础已被广泛应用于海上风电场项目中,由于海洋工程地质的复杂性,大直径钢管桩的可打入性以及由打桩所引起的疲劳损伤日益受到重视。依托某海上风电场大直径单桩基础沉桩工程,基于现场沉桩数据,通过反分析方法确定单桩基础打入性分析的主要参数,借助GRLWEAP软件建立动力沉桩计算模型,并获得打桩过程中的实际土阻力。同时,采用基于Miner线性损伤理论的S-N曲线,研究了打桩过程中桩身截面的累计疲劳损伤。研究结果表明,基于反分析法所得的实际土阻力与API规范法所得结果趋势基本一致,其最大疲劳损伤主要出现在单桩基础顶部圆锥过渡段以及变壁厚段。
- 熊根尚进和庆冬李炜
- 关键词：风机单桩基础反分析
- 海上风机基础大直径加翼单桩常重力模型试验研究被引量：8
- 2013年
- 风电机组运行对基础承载力和变形有严格要求,海上风机基础承受风、浪、流等水平荷载作用,水平承载性能是桩基设计中需要重点考虑的问题之一,尤其是对于大直径单桩基础,提高其水平承载性能是重要和必要的。针对一种通过在近地表桩体上设置稳定翼板以充分调动浅层土抗力的海上风机大直径加翼单桩基础展开室内模型试验。试验结果表明,稳定翼的设置能够显著提高浅层土抗力的利用率,桩身位移、转角等控制指标显著降低,单桩水平承载力显著提高,提高的幅度与翼板形状参数及埋深相关。
- 李炜赵生校周永徐学勇
- 关键词：海上风机水平承载力
- 波流荷载作用下风机混凝土高桩承台拉应力超限区分布研究被引量：1
- 2018年
- 采用有限元软件建立实体模型、壳单元模型和管单元模型,对不同波流荷载工况下高桩混凝土承台进行有限元分析,得到承台混凝土拉应力分布。通过对不同拉应力区间混凝土体积统计分析,得到高桩承台拉应力超限区混凝土的分布规律。结果表明:波流荷载使高桩承台混凝土拉应力极值增加,但是拉应力超限区减小,且超限混凝土的拉应力分布区间主要为低拉应力区,极值拉应力区间的混凝土很少。根据拉应力超限区混凝土分布规律,给出了高桩混凝土承台拉应力控制值参考标准,为实际施工提出有益建议。
- 李炜熊根张俊臣陆南辛金超
- 关键词：混凝土
- 海上风机桩基础与上部结构灌浆连接段优化分析被引量：4
- 2013年
- 目的研究海上风机基础与上部灌浆连接段在轴压、弯矩、剪力及扭转共同作用下,连接段受力特性以及应力分布规律,对结构进行优化设计,探求最优结构形式.方法在理论分析的基础上,借助有限元ANSYS分析软件建立了2D和3D模型对结构进行仿真分析,通过改变连接段灌浆环形空间厚度、剪力键空间布置及连接长度对结构强度进行敏感性分析.结果连接段应力集中程度随剪力键空间布置、灌浆环形空间厚度以及连接段长度呈规律性变化.经优化得单机3 MW单桩基础结构灌浆连接合理环形空间厚度tg为95 mm,剪力键间距s为500 mm,剪力键宽高比w/h为2,连接长度Lg为6 500 mm.结论实际工程中,给定风机基础结构外形型尺寸后,可以优化求得连接段的最优构造形式.
- 康海贵孙道明莫仁杰麻晔李炜
- 关键词：风机基础剪力键
- 基于多维AR模型的近海风机振动特性
- 2015年
- 基于自然风特性,通过考虑结构结点间风速时程的空间相关性,采用多维AR模型模拟海上风机塔架脉动风荷载时程。在考虑桩-土-风机塔架系统相互作用的基础上,建立了三维有限元模型,分析了风机结构的固有频率及模态振型,对比研究了在不同方向风荷载作用下结构的位移、应力时程。结果表明:虽然不同入射风向对塔筒顶端的位移极值影响不大,但对局部位移和最大应力有显著的影响,结构应力的极值点出现在桩基与塔筒的连接段上。研究结果可为海上风机三桩基础布置、桩基承载力设计、结构强度设计、风机塔架的抗风提供参考。
- 龙丽吉康海贵高鑫林
- 关键词：AR模型动力响应
- 海上风力机高桩承台基础反应特性研究被引量：5
- 2020年
- 采用ANSYS建立由实体单元、壳单元、杆单元和管单元组成的海上风力机高桩承台混合模型。对极端工况下高桩混凝土承台进行有限元分析,得到承台混凝土和钢结构应力分布模型。通过对不同荷载组合下混凝土拉应力超限区域分布对比得到海上高桩承台基础结构在风力机荷载作用下的反应特性。结果表明:桩基础结构应力主要受波流荷载影响,塔筒过渡段结构应力主要受风力机荷载影响。高桩承台基础最易发生破坏结构为混凝土承台,在风力机荷载和波流荷载联合作用下,混凝土承台拉应力超限区主要分布在法兰盘受压区混凝土和钢管桩管壁处填芯混凝土。风力机上部结构产生的风力机荷载使高桩承台迎水面填芯混凝土处和与中心法兰盘接触处的混凝土拉应力超限;在波流荷载作用下,该超限区中高桩承台与风力机塔筒连接处和迎水面填芯混凝土处的拉应力超限区域减小。
- 孙明明李昕李炜
- 关键词：应力分析有限元分析
- 海上风电大直径单桩基础灌浆连接段轴向静载荷试验被引量：5
- 2014年
- 灌浆连接段是海上风机大直径单桩基础的重要组成部分,其承载性能直接影响到基础稳定性。借助模型试验手段,以海上风机大直径单桩基础灌浆连接段为研究对象,针对灌浆连接段长度、剪力键设置、灌浆连接段形状等设计参数,确定"较短无剪力键"、"较短有剪力键"、"较长有剪力键"、"锥形有剪力键"4种模型试件,开展了轴向静载荷作用下的模型试验,研究了各设计参数对于灌浆连接段承载性能的影响。结果显示:在轴向静荷载作用下,锥形有剪力键试件承载力最优,较长有剪力键试件次之,较短无剪力键试件最差。证明了剪力键设置以及灌浆连接段的锥形构造对于提高大直径单桩灌浆连接段轴向承载性能的作用,为实际工程设计提供了技术参考。
- 李炜卞恩林仲伟秋方滔姜鹏宾徐江
- 关键词：模型试验
- 海上三桩风机基础简化及荷载响应对比分析被引量：1
- 2014年
- 三桩基础（Tripile Foundation）是一种新型的海上风机支撑结构，广泛适用于地质相对复杂、水位较深的风场。文章理论分析了海上风机基础桩一土相互作用简化方法，运用ANSYS建立3维有限元模型，考虑不同种地基约束简化方法，对单机3MW三桩基础在不同方向极限荷载作用下进行数值分析。结果表明：三根桩非平均承担结构荷载，不同方向荷载作用结构响应呈规律性变化，荷载为0°方向时结构位移最大，荷载为20～30°方向时结构应力最大。实际工程计算时，需运用不同简化模型进行对比校核，重点考虑基础单桩主受拉、单桩主受压及20～30°荷载方向。
- 康海贵莫仁杰龙丽吉李明伟
- 关键词：海上风机
- 基于现场试桩的海上大直径桩侧摩阻力研究被引量：7
- 2019年
- 海上风机基础长期受到巨大的水平荷载和倾覆力矩,设计的基础结构需要具有足够的刚度和抗压强度来抵抗风、波浪、海流等环境荷载。依托某海上风电场试桩工程,通过现场基桩轴向抗压静载试验,分析土层的荷载位移曲线,并根据位移突变段确定基桩的极限荷载。借助拟合法和API规范法,分别得到τ-s曲线,从而计算出基桩的极限侧摩阻力以及初始刚度。分析对比可以看出软黏土土层和砂土土层在不同深度通过拟合法和API规范法计算得到的结果不同,二者有不同的适用范围。因此需要进一步研究桩基侧摩阻力的各种确定方法,才能最大限度地开发利用桩基的承载能力。
- 熊根张俊臣金超赵松烈李炜周永
- 关键词：大直径桩桩侧摩阻力拟合法
- 海上风机基础大直径加翼单桩常重力模型试验数值仿真被引量：5
- 2013年
- 海上风机大直径单桩基础承受风、浪、流等水平荷载作用,提高其水平承载性能非常重要.针对一种通过在近地表桩体上设置稳定翼板以充分调动浅层土抗力的海上风机大直径加翼单桩基础,进行了常重力模型试验的数值仿真.数值仿真采用ABAQUS有限元软件结合Mohr-Coulomb模型,按钢管桩不同外径、壁厚、埋入深度,加载高度和加载方向,共进行9组试验.数值仿真结果与模型试验结果进行对比,均得出翼板长度或宽度的增加将引起所调动的浅层桩前土的土抗力范围增加,承载力提高,水平位移降低;翼板埋深增加,所调动的浅层土范围减少,承载力降低;这验证了数值仿真的合理性.进而借助数值仿真结果对桩、土受力特征进行了观察和分析,从数值仿真角度进一步验证了设置稳定翼能够显著提高浅层土抗力,提高单桩水平承载性能.
- 李炜黄旭赵生校周永王淡善
- 关键词：海上风机水平承载力
